免疫球蛋白結(jié)構(gòu)教學(xué)文案

免疫球蛋白結(jié)構(gòu)

1972年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)生物031王寬這年得獎(jiǎng)?wù)叩难芯吭谟诳贵w化學(xué)結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，GeraldMauriceEdelman（美國(guó)人）和RodneyRobertPorter（英國(guó)人）共同獲得此項(xiàng)珠榮

＊GeraldM.Edelman

GeraldM.Edelman博士于1929年7月1日出生于紐約，父母分別是EdwardEdelman及AnnaFreedmanEdelman，他的父親在紐約是一位應(yīng)用物理學(xué)家。

Edelman的獲獎(jiǎng)更是不計(jì)其數(shù)，除了在1972年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)外，也在1954年獲得賓州大學(xué)SpencerMorrisAward，在1965年生物化學(xué)方面獲得美國(guó)化學(xué)公會(huì)的theEliLillyAward。1969年在Ursinus學(xué)院的年度校友獎(jiǎng)。

他而后的研究集中于形態(tài)發(fā)生，例如組織和器官構(gòu)成的差異。從1981年起，他成為theNeurosciencesInstituteatRockefellerUniversity的主管，他試著建造腦功能和神經(jīng)發(fā)展的一般性理論，并在他的書(shū)中探討神經(jīng)進(jìn)化論（TheTheoryofNeuronalGroupSelection(1987)）。(*2)＊RodneyR.Porter

RodneyRobertPorter于1917年10月8日在英國(guó)的Newton-le-Willows藍(lán)開(kāi)君出生。他在1939年與UniversityofLiverpool拿到學(xué)士學(xué)位，并在1948與劍橋拿到博士學(xué)位。取得博士后在劍橋工作了一年，1949年他成為NationalInstituteofMedicalResearch的科學(xué)人員，直到1960年才加入St.Mary‘sHospitalMedicalSchool,LondonUniversity成為第一個(gè)免疫學(xué)教授。1967年他被指派為牛津大學(xué)的生化教授。他的生平得獎(jiǎng)如下：FellowoftheRoyalSociety,1964GairdnerFoundationAwardofMerit,1966CibaMedal(BiochemicalSociety),1967KarlLandsteinerMemorialAwardfromtheAmericanAssociationofBloodBanks,1968NationalAcademyofSciences,U.S.A.,ForeignMember1972他在劍橋時(shí)拿到的博士學(xué)位是師承與Dr.F.Sanger，而且是在研究蛋白質(zhì)化學(xué)。1948年P(guān)orter開(kāi)始研究抗體的結(jié)構(gòu)，但是于Dr.A.J.P.Martin共同合作下，研究轉(zhuǎn)移到蛋白質(zhì)分溜的方法，特別是色層分析法。1958-59年他的研究回到抗體的化學(xué)結(jié)構(gòu)，利用木瓜蛋白，他得到三個(gè)片段的產(chǎn)物。1962年，他在St.Mary‘sHospitalMedicalSchool繼續(xù)研究這項(xiàng)主題，并推出抗體縮氨酸練的結(jié)構(gòu)。自從搬到牛津后，他關(guān)心抗體結(jié)構(gòu)的結(jié)合位置，免疫血球素遺傳的標(biāo)記，和近來(lái)化學(xué)結(jié)構(gòu)一些早期全部構(gòu)成要素。1940-46Porter加入軍隊(duì)，從服伺theR.A.,R.E.,andR.A.S.C.，最后成為軍隊(duì)中的少校。1942年阿爾及利亞入侵時(shí)在第一軍團(tuán)。在Silicy到意大利入侵時(shí)為第八軍團(tuán)。他留在地中海中央軍隊(duì)，在意大利、澳洲、希臘、特里克島直到1946年一月。(*3)研究?jī)?nèi)容

Edelman和Porter1972由于發(fā)現(xiàn)抗體的結(jié)構(gòu)而獲得了諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。免疫體或抗體是存在于血液中的一群蛋白質(zhì)的名稱，在感染之防御及各種疾病發(fā)病時(shí)擔(dān)任重要的角色。但在這之前，對(duì)抗體的認(rèn)識(shí)實(shí)在是非常的不完整，直到Edelman與Porter1959發(fā)表了他們初步的的研究成果，并在接下來(lái)幾年繼續(xù)完成了幾項(xiàng)對(duì)于抗體的重要研究?？贵w最特殊的是：與生體的不同物質(zhì)(抗原)反應(yīng)而結(jié)合，具有非常獨(dú)特的結(jié)合能力。血液中大概存在五萬(wàn)多種不同的抗體，各種抗體只對(duì)一特定的抗原產(chǎn)生反應(yīng)。這些抗體的基本性質(zhì)相類(lèi)似，但各種抗體都具特性，因而形成及不勻的集團(tuán)，又因?yàn)榭贵w被視為具有復(fù)雜構(gòu)造的巨大分子，所以抗體的化學(xué)研究一直無(wú)法順利進(jìn)行。(*4)

Edelman和Porter各自發(fā)表了對(duì)抗體分子構(gòu)造基本研究成果，他們皆將抗體分解成小片段來(lái)觀察。Porter主要致力于將抗體中負(fù)責(zé)與外來(lái)抗原結(jié)合的部分從抗體中分開(kāi)，他發(fā)現(xiàn)可利用酵素--木瓜蛋白(papain)，將抗體分成三部分(參考fig.3.)，其中包含了兩個(gè)較小且相似的片段，可與抗原特異地結(jié)合，其它方面也有幾乎相同的性質(zhì)；另外一片段欠缺活性，但保持原來(lái)的抗體分子具有生物學(xué)上的性質(zhì)。Edelman將抗體分子假定與其它各種蛋白質(zhì)一樣，由一些polypeptide鏈所構(gòu)成，而他認(rèn)為polypeptide鏈間最可能以硫鍵結(jié)合在一起，故他試圖將這些鍵結(jié)打斷來(lái)觀察其中的各條polypeptide鏈，結(jié)果他發(fā)現(xiàn)這些胺基酸鏈單獨(dú)存在時(shí)都不具有任何抗體的功用。后來(lái)他們兩人終于證實(shí)：抗體是由四條polypeptide鏈，就是兩條同樣的lightchains和兩條同樣的heavychains所構(gòu)成，并全部集合成一個(gè)Y字型(參考fig.1.)，其Y字上半部之V字型的兩邊，分別由一條lightchain及一條heavychain的上半部所組成，負(fù)責(zé)與外來(lái)的抗原結(jié)合，Y字的下半部則包含了兩條heavychains的下半部；其實(shí)抗體有多種不同的種類(lèi)，每一種都具有其不同的功能與特性，但是它們?nèi)慷季哂猩鲜鏊f(shuō)的分子型態(tài)。Porter綜合這些結(jié)果提出抗體分子的標(biāo)本，后來(lái)被證實(shí)具有非常的正確性。Edelman與Porter的研究為生物醫(yī)學(xué)界帶來(lái)很大的沖擊，他們描繪出抗體這個(gè)重要的分子其分子結(jié)構(gòu)及作用方式，為接下來(lái)的研究奠定了一個(gè)重要的基礎(chǔ)，其中在免疫學(xué)當(dāng)中占了極大的部分。而且他們的發(fā)現(xiàn)馬上為全世界帶來(lái)了一股研究的風(fēng)潮，不論是在免疫學(xué)界、生物化學(xué)界、醫(yī)學(xué)界，因?yàn)檫@是對(duì)于學(xué)術(shù)的研究上及臨床的診斷與治療上的一大突破(*5)Fig.1.Edelman諾貝爾演講報(bào)告中所展示的抗體化學(xué)結(jié)構(gòu)

Fig.2.GeraldM.Edelmanwithamodelofthegammaglobulinmolecule,1972(*2)Fig.3.Poter在他諾貝爾演講報(bào)告中，展示利用papain作用于兔子的IgG上，可得三個(gè)片段。Fig.4.利用Doublediffusion來(lái)看heavychains及l(fā)ightchains跟AntiFab及

AntiFc的作用。lightchain只跟antiFab反應(yīng)，而heavychain跟antiFab

和antiFc都有反應(yīng),。這代表了，F(xiàn)ab包含部分的heavyandlightchains，而Fc只包含heavychain.(此為Poter的實(shí)驗(yàn))Fig.5.利用fig.4.Poter推出抗體化學(xué)結(jié)構(gòu)如下發(fā)展與應(yīng)用

抗體的應(yīng)用很廣泛，尤其在我們了解它的構(gòu)造后，對(duì)于它的研究與發(fā)展，更是越來(lái)越重要。在各種生物醫(yī)學(xué)研究中，無(wú)不利用特異性抗體來(lái)鑒定、分離、或純化抗原，而在醫(yī)學(xué)診斷上，也無(wú)不利用抗體做為有力的工具。尤其自單株抗體發(fā)展以來(lái)，抗體的應(yīng)用價(jià)值又大幅地提高，成為各種領(lǐng)域中需要的技術(shù)。而細(xì)胞激素及疫苗在疾病防治上的應(yīng)用價(jià)值更是不容置疑的。疫苗（vaccine）是利用Ｂ細(xì)胞的記憶能力讓身體先具備產(chǎn)生抗體的能力，用以對(duì)抗將來(lái)可能碰上的疾病。不過(guò)如果身體沒(méi)有預(yù)先產(chǎn)生抵抗力時(shí)就受到病菌的攻擊時(shí)，就必須直接注射抗體來(lái)救急。假設(shè)是被毒蛇咬傷，就要記清楚毒蛇的特征，到醫(yī)院注射對(duì)抗蛇毒的抗體。這些抗體是由馬或牛預(yù)先注射蛇毒，然后再抽它們的血而得到的，不過(guò)現(xiàn)今可利用微生物基因工程技術(shù)而獲得。因此，抗體不僅在各種生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域中是非常重要的，在防治疾病及生物技術(shù)的實(shí)用價(jià)值上，更是一項(xiàng)不可或缺的角色。另外，由于哺乳類(lèi)動(dòng)物的免疫系統(tǒng)相當(dāng)?shù)木?，幾乎任何的外?lái)物質(zhì)都會(huì)引發(fā)免疫反應(yīng)而產(chǎn)生抗體，抗體因而有了更廣泛的應(yīng)用。安非他命、FM2、搖頭丸等毒品都可以注射到動(dòng)物體內(nèi)而產(chǎn)生專(zhuān)一性的抗體，而這些抗體就可以應(yīng)用于各種檢驗(yàn)試劑，從尿液中分辨是否有這些毒品的存在，只要幾分鐘就可以讓毒蟲(chóng)無(wú)所遁形實(shí)驗(yàn)室中，酵素連結(jié)免疫吸附分析法（enzyme-linkedimmunosorbentassay；ELISA）也是抗